抗菌母粒， 后疫情时代的刚需

随着人民生活水平的提高，以及新冠病毒肺炎疫情（COVID-19）的持续发酵，民众的健康卫生意识大幅增强。在中国及全球其他地区，越来越多的消费者开始重视抗菌（杀菌和抑菌作用）与健康问题。我们可以看到，电话机、浴缸、座便器、玩具、室内装饰材料、冰箱、厨具、食品包装袋、塑料容器及公用塑料制品等产品，极易被污染滋生细菌，阴暗处还会长霉，必须尽可能保持长时间的洁净卫生和防臭，这些因素促使抗菌母粒及抗菌塑料制品迎来了新一轮的快速发展期。

抗菌剂简介

在抗菌材料中最核心的成分当然还是抗菌剂，接下来我们要知道什么是抗菌剂。抗菌剂是指能够在一定时间内，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。抗菌剂分为有机抗菌剂、无机抗菌剂、高分子抗菌剂和天然抗菌剂等四大类。
◆  有机抗菌剂——目前国外市场上有机抗菌剂多为有机含氮离子化合物，其构造类似抗静电剂，如有机碘化物、有机氯化物或它们的复合物，以及氨基酸金属盐类。
◆  无机抗菌剂——采用含有抗菌性金属负载在一定载体，通过离子交换、吸附、合金化或者化合而成。目前应用比较多的是钛系抗菌剂和银系抗菌剂，钛系抗菌剂主要以TiO2这类能被光催化激活的材料为主；银系抗菌剂是目前国内使用最多的品种。
◆  高分子抗菌剂——抗菌高分子材料是通过引入抗菌官能团而获得，根据官能团不同，可以分为季铵盐型、季膦盐型、胍盐型、吡啶型及有机金属共聚物等。抗菌官能团可以通过带官能团单体均聚或共聚引入，也可以通过接枝的方式引入。
◆  天然抗菌剂——天然抗菌剂是从动植物中提炼精制的，目前得到重点开发的是超细的壳聚糖微粉、甲壳素等。
在以上四者当中，常用的抗菌剂是无机抗菌剂。

生产抗菌产品的三种方法

制造不同的塑料抗菌产品，需要用到不同的添加工艺。不同产品添加后的综合效果也不同。塑料的抗菌一般可以采用三种方法来生产：一种是抗菌剂在塑料成型前与树脂掺混加工成型的；第二种是抗菌剂与树脂先做一次的混炼，制成抗菌塑料；第三种就是抗菌剂和载体树脂制成高浓度母粒，即抗菌母粒。

抗菌剂是目前使用的常见三种抗菌材料当中最初级的，可以被直接使用。在抗菌塑料制品的生产过程中，一般的抗菌剂粉末与塑料制品相混合，然后熔化成型。但是，直接添加抗菌剂粉末的缺点是分散性和均匀性较差，抗菌塑料制品的外观会出现材料分散不均匀，给人的感觉是抗菌塑料制品的质量太差。同时，由于抗菌剂分散不均，聚集在一起，造成抗菌性能的持久性大大降低。而第二种使用抗菌塑料生产的加工成本较高，所以这两种方法在国际上已处于落后状态。目前塑料抗菌制品在国际上较多采用的加工方式是添加抗菌母粒法。

抗菌母粒的定义与特点

什么是母粒？它是一种固体添加剂，用于在制造过程中对塑料进行染色或赋予其质地等其他特性。前者称为色母粒，后者称为添加剂母粒。根据应用，母粒的形态多种多样，包括液体、颗粒、微珠和粉末。将各种抗菌剂均匀分散在基体树脂中配制成颗粒状浓缩物，即成抗菌母粒。成型加工表面具有抗菌或者抗菌防霉作用的塑料制品时，只需在树脂粒子中加入少量（一般为1%-10%重量）的抗菌母粒，即可应用于包装材料、建筑材料、汽车内饰、扶手、座椅、公共设施、家电、幼儿用品等形形色色具有抗菌功能的塑料制品中。

开发抗菌母粒时考虑的主要技术环节就是围绕抗菌特性和制品所用材料、制品加工方式，来选择载体树脂及相关分散体系。通过把抗菌剂制成抗菌母粒，不仅使抗菌剂有效地的抗菌、使防霉成份在塑料加工过程中的分散效果得到大幅度提高，稳定性高，作用时间持久，还可以免去大量共混造粒工作，操作简单，成型周期稳定，提高生产效率，不会对环境造成影响。与此同时，产品品质得以保障，因此抗菌母粒技术被广泛地运用，在抗菌塑料制品市场上的需求越来越大。

常州英中纳米科技有限公司研制的抗菌塑料母粒YZN-PAG109，是将超细单分散纳米银微粉与PP经过特殊工艺复合而成的新型抗菌功能母料，母粒为透明的黄色/棕黄色，在制品中添加量少，基本不改变制品的组成及机械性能，适用于PP、PE、ABS等多种高分子材料吹膜、挤出、注塑等加工生产中。无毒，分散性能好，添加量少，广谱杀菌，在数分钟内可杀灭600多种细菌病毒。添加抗菌母粒后制品的抗菌性能可达99.9%以上。

生产方法

在连续化工业生产上，抗菌母粒一般是利用研磨机、高速混合机、双螺杆挤出机和造粒机等设备进行制备。
一般而言，按照以下流程生产抗菌母粒：确定和称取抗菌剂；将抗菌剂、载体和其他添加剂加入研磨机、高速混料机等机器，使得所有物料共混均匀后，成为一种载体树脂或聚合物；接着冷却干燥，再加入到双螺杆挤出造粒机中进行熔融共混挤出得到抗菌色母粒。

应用案例

◆ 食品包装材料
食品包装材料在食品储存方面应用广泛，其在阻隔、抗菌等方面的要求也越来越高。具有优良抗菌性能的包装材料，能够有效地减少包装内细菌的滋生，从而延长食品的保质期，防止食品变质，是保证食品安全、减少食品浪费的重要方法之一。在抗菌包装材料发展的过程中人们发现，相比于直接加入抗菌剂，预先将抗菌剂与基体混合制成抗菌母粒，再制备食品包裝材料，一方面提高了抗菌剂在基体中的分散性和相容性，赋予了食品包装材料更好的抗菌性能；另一方面优化了生产工艺，简化了材料在加工共混中的工序，提高了生产效率。抗菌母粒对保证食品的安全性具有重要意义，具有良好的发展前景。
随着研究的进一步深入，对抗菌母粒中的抗菌剂进行改性或者加入其他物质，不仅仅可以使食品包装材料具有抗菌性能，还能显著提高食品包装材料的机械强度、阻隔性能、热稳定性能和透明性等。尽管如此，抗菌母粒仍存在抗菌剂迁移、多种母粒共混相容性变差等问题，这既是抗菌母粒的挑战，也是其发展的机遇，值得进一步研究与探索。

◆ 汽车内饰
我国的疫情在当下而言依旧严峻，福建的莆田和厦门正面临着一场硬仗。疫情之下防疫消毒已成家庭日常，在日常用车场景当中，我们身体与车子有不少频繁接触的地方，如方向盘、座椅、门把手、中控台等，因此对于汽车的防疫消毒也非常重要。不过，如今市面上84消毒液等消毒产品，多含腐蚀性化学元素，长期使用对于汽车内饰来讲有不可逆的损伤，不仅影响内饰的美观，也影响使用寿命。因此，对于未来的汽车来说，车内所有材料不仅将拥有高环保性，还将通过添加一定抗菌物质的方式，具备抑制细菌或表面杀菌的能力，实现更具有实用价值的“全方位健康”。这样一方面降低车内车车饰上的细菌残留，也为驾乘人员带来更安全健康的驾乘环境。

苏州秦方汉草科技有限公司研究了高分子聚核重组抗菌、抗病毒化技术对材料多种性能的多重影响，发现高分子聚核重组后抗病毒防菌化技术制得的高分子材料具有高效广谱、稳定耐久的抗菌防霉杀病毒作用，还有极为优秀的使用安全性，并且完全安全无毒、无刺激性材料，可赋予汽车的空调系统、地毯、座椅和其它塑科内饰以出色的抗菌防霉抗病毒功能，有着广阔的应用前景。

◆ 飞机内饰
美国BioCote公司是市场领先的抗微生物技术供应商，基于20多年的成功经验，BioCote®已经成为了改善卫生和抗微生物性能的代名词。当应用到产品生产过程中时，他们的抗微生物添加剂可提供最终的表面防护，来抵抗细菌和霉菌等微生物，从而创造出更多卫生的具有更长使用寿命的产品。

飞机内饰制造商Aereos Interior Solutions公司近日在其新推出的飞机内饰件中加入了BioCote公司的抗菌技术。据介绍，这是首次在飞机内饰件中加入抗菌技术，以改善提高飞机内饰的卫生安全水平。测试证明，当采用BioCote抗菌技术时，这些需要与乘客密切接触的飞机内饰件对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和大肠杆菌的抗菌有效性大于99.8%。BioCote抗菌技术对广泛的细菌（包括大肠杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、弯曲杆菌和李斯特菌）、霉菌、真菌和甲型H1N1流感病毒有效。它还被证明能在两小时内将一种猫冠状病毒（慕尼黑）减少90%。采用这种技术的内饰件，可持续发挥抗菌作用，减少气味，并且抗菌层不容易被磨损或者清洗掉。目前BioCote抗菌技术也得到了HACCP（危险分析关键控制点）国际认证，并被美国食品和药物管理局批准为食品接触安全。

BioCote利用抗菌材料的特性，也称为“活性成分”，并将其配制成一系列抗微生物添加剂。在制造过程中引入表面，添加剂将包含特定的抗微生物活性物质如银，并且可根据目标材料和制造工艺，配制成浓缩粉末、液体悬浮液或母料颗粒。一旦注入某个产品，抗微生物添加剂将持续作用，确保产品更卫生，最大限度地减少交叉污染的可能性，并延长产品的使用寿命。

抗菌母粒不仅可以助力早日战胜疫情，且在后防疫时代，将更多应用于各种塑料制品之中，从而满足人们的多种健康需求，创建更加美好的生活环境。

来源：荣格-《国际塑料商情》


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